Acionamento e Proteção de Sistemas Elétricos

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Acionamento e Proteo de Sistemas Eltricos

Professor: Alexandre Marcossi Leroy

NDICE :Acionamento e Proteo de Sistemas Eltricos INTRODUO Anlise de dispositivos de manobra e de proteo de baixa tenso ..............................................3 Equaes bsicas............................................................................................................................4 Normalizao tcnica...................................................................................................................... 5 Terminologia.....................................................................................................................................7 Representao grfica e literal dos componentes de um circuito....................................................9 Grandezas que caracterizam um componente / equipamento.......................................................11 Tipos de carga................................................................................................................................12 DISPOSITIVOS DE MANOBRA E PROTEO Fusveis encapsulados...................................................................................................................14 Dispositivos de Manobra................................................................................................................19 Seccionador-fusvel sob carga.......................................................................................................20 Disjuntores......................................................................................................................................21 Caractersticas comparativas fusvel-disjuntor...............................................................................25 Rels de proteo contra sobrecarga.............................................................................................27 Rels de sobrecorrente contra correntes de curto-circuito.............................................................33 Contatores......................................................................................................................................34 Seletividade e coordenao de proteo ( back-up ) entre dispositivos de proteo....................42 Consideraes finais sobre a manobra e proteo de motores eltricos em partida direta...........46 MOTORES ELTRICOS Motores eltricos............................................................................................................................48 Critrios de escolha de motores eltricos......................................................................................49 Regimes de servio........................................................................................................................49 Formas construtivas.......................................................................................................................51 Classificao trmica dos materiais isolantes................................................................................52 Altitude............................................................................................................................................53 Grau de proteo............................................................................................................................53 Categorias de conjugado................................................................................................................54 PARTIDA DE MOTORES TRIFASICOS Partida de motores trifsicos..........................................................................................................56 Partida direta..................................................................................................................................57 Partida estrela-tringulo.................................................................................................................58 Partida por auto-transformador (compensadora)...........................................................................62 Partida suave ( soft-starter )...........................................................................................................64 ANEXOS. 1 - Dados de encomenda..............................................................................................................71 2 - Normas tcnicas......................................................................................................................72 3 Simbologia...............................................................................................................................73 4 - Smbolos literais.......................................................................................................................83 Bibliografia.....................................................................................................................................83

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ANLISE DE DISPOSITIVOS DE MANOBRA E DE PROTEO DE BAIXA TENSO Conceitos, equipamentos e aplicaes industriais. OBJETIVOS. Dentro das aplicaes de potncia da eletricidade, a parte industrial sem dvida uma das mais importantes, sobretudo porque representa a transformao da energia eltrica como parte de um produto, que por sua vez pode tanto ser de consumo quanto representar um novo meio de produo. Como tal, freqentemente integrante das atividades exercidas pelos profissionais da rea, seja na forma de projetos eltricos, instalao dos equipamentos e acessrios, quanto de manuteno dos mesmos, esse ltimo fator fundamental para que se obtenha elevada rentabilidade e racionalizao dos procedimentos industriais, e com isso custos e preos otimizados. Dentro desses enfoques, o presente texto se destina a integrar os seus leitores tanto no conceito tcnico e construtivo dos principais componentes dessas reas de atividade, quanto fornecer os dados que permitam estabelecer e desenvolver os critrios de raciocnio, que vo levar a escolha da melhor soluo que o caso em anlise requer. Destina-se esse contedo tambm a ser parte de um programa de ensino de 2 Grau e de 3 Grau, na rea de potncia, e como tal, sem prejuzo da parte de aplicaes profissionais, citar e justificar fatores fundamentais que devem estar presentes no conjunto de conhecimentos que seus leitores devem possuir. Baseado nesses fatos, durante o prprio desenrolar das anlises, mais conceitos sero comentados e integrados ao objetivo maior que o de criar uma elevada capacidade de raciocnio, entendendo e aplicando o porque de certos projetos apresentarem problemas, por no terem sido adequadamente detalhados na hora do projeto, da instalao e da manuteno. PR-REQUISITOS. Entendendo-se o contedo que segue como parte de um PROGRAMA DE ENSINO REGULAR ou de um curso de complementao a profissionais j formados, til lembrar que o funcionamento de dispositivos mencionados a seguir vem baseados em princpios eletromagnticos e fsicos, que so: Conceito e formulao de tenso, corrente e potncia eltricas, tanto em corrente contnua quando alternada ; Significado de potncia ativa, reativa e aparente; Defasamento angular tenso-corrente e conseqente significado do fator de potncia; Fenmeno da induo eletromagntica e da fora eletromotriz induzida. Criao de campos magnticos, linhas de campo magntico e foras de atrao / repulso magntica; Causas do aparecimento de correntes parasitas em ncleos magnticos e meios de limit-las e as perdas magnticas; Resistividade eltrica, fatores que a definem ( mobilidade do eltron, nmero de eltrons livres e carga unitria do eltron, alem da temperatura ) e, resistncia eltrica; Perdas Joule e conseqente elevao de temperatura. Conseqncias; Conceito de reatncias capacitiva e indutiva, e de impedncia eltricas.

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EQUAES BSICAS. Potncia ativa . P = U . I . k onde P = potncia ativa ( ateno: no use o termo WATTAGEM ) U = tenso eltrica ( ateno: no use o termo VOLTAGEM ) I = corrente eltrica ( ateno: no use o termo AMPERAGEM ) k = fator que depende do tipo de rede, a saber: k = 1, no caso de corrente continua k = fator de potncia x rendimento, no caso de corrente alternada monofsica k = raiz quadrada de trs x fator de potncia x rendimento, no caso de corrente alternada trifsica.

Unidade de medida: o watt ( W ), e, em fase de alterao, o cavalo-vapor (cv). O cavalo-vapor (cv) est sendo eliminado na caracterizao da potncia de motores, pois no unidade de medida eltrica e sim mecnica. Nota: os termos WATTAGEM, VOLTAGEM e AMPERAGEM no devem ser usados, por no constarem da terminologia da ABNT. Potncia reativa Definio : Em regime permanente senoidal, a parte imaginria da potncia complexa Pr = U . I , onde U e I tem o mesmo significado indicado acima Unidade de medida: o volt-ampre ( VA )

Potncia aparente. Definio: Produto dos valores eficazes, da tenso e da corrente. Nota : em regime permanente senoidal, o mdulo da potncia complexa Unidade de medida: tambm o volt-ampre ( VA ). Potncia complexa. Definio: Para tenso e corrente senoidais, o produto do fasor tenso pelo conjugado do fasor corrente. Unidade de medida: produto vetorial de volt-ampre ( VA )

Perdas. Definio: Diferena entre a potncia de entrada e a de sada. Observe-se que existem diversos tipos de perdas, tais como no cobre ( as do condutor, ou perdas joule ), no ferro ( as do ncleo magntico ), dieltricas ( as do material isolante ) ou ainda, as perdas em carga, em vazio e as totais. Caracterstica comum dessas perdas a de se apresentarem na forma de uma elevao de temperatura ( aquecimento ), a qual deve ser acrescida temperatura ambiente, e a soma das duas deve ser perfeitamente suportada pelos materiais utilizados na construo do componente ou equipamento por um tempo especificado na norma respectiva.

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A correlao entre o nvel de temperatura suportvel, as perdas,